Giáo trình Điều khiển thiết bị - Bài 4: Quạt điện

Quạt
BÀI 4
QUẠT ĐIỆN
1.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của quạt điện.
1.1.1. Cấu tạo.
- Stato: Phần cố định cấu tạo bởi các lá sắt từ mỏng ghép lại với nhau tạo thành 
mạch từ có các rãnh thẳng. Trên Stato có cuộn chạy và cuộn đề đặc lệch nhau một 
góc điện 900, tức là cuộn dây của cuộn đề đặt giữa hai cuộn dây kế cận cuộn chạy 
và cuộn đề mắc nối tiếp với tụ điện.
- Roto: là phần quay
1.1.2. Nguyên lý hoạt động:
 Khi cho dòng điện vào quạt thì từ trường tạo bởi hai cuộn chạy và cuộn đề hợp thành 
từ trường quay nhờ sự lệch pha gữa hai dòng điện trong hai cuộn. Từ trường quay này 
tác động lên roto làm phát sinh dòng điện ứng chạy trong roto.
Dòng điện ứng dưới tác dụng của từ trường quay tao ra moment quay làm quay roto 
theo chiều từ trường quay.
Tốc độ quay của quạt được xác định:
p
fn .60=
Trong đó:
f: tần số dòng điện của nguồn điện.
P: Số cặp cực từ.
1.1.3. Sơ đồ đấu dây quấn của quạt.
a. Đấu các cuộn tạo thành từ cực thật
Trong cách đấu này các cuộn dây được mắc nối tiếp với nhau theo trật tự nhất định: 
Cuộn đấu dây thuận, kế tiếp cuộn đấu tréo dây. Với cách đáu này tạo thành từ cực thật 
thì số cuộn bằng số từ cực.
b. Đấu các cuộn tạo thành từ cực giả.
Trong cách đấu này các cuộn dây được mắc nối tiếp với nhau. Nhưng giữa hai 
cuộn kế tiếp phải chừa trống ít nhất một rãnh và được nối tiếp thuận chiều nhau để 
tạo các từ cực cùng dấu. Khoảng trống xen kẻ là các từ cực giả khác dấu với từ 
cực của cuộn dây. Cách đáu tạo từ cực giả số cuộn dây chỉ bằng 1/2 số từ cực.
Thực tập kỹ thuật Trang 25
N S N S N S
Så âäö âáúu dáy taûo tæì cæûc 
tháût
Quạt
 Sơ đồ mạch điện:
* Quạt trần:
- Quạt trần có thể đáu dây theo từ cực thật và từ cực giả.
- Quạt trần điều chỉnh tốc độ bằng cách giảm điện áp đặc vào động cơ quạt. Có rất 
nhiều cách giảm điện áp đưa vào động cơ quạt, nhưng thông thường người ta dùng 
cuộn cảm kháng. Khoảng sụt áp trên cuộn cảm kháng không quá 30% điện áp 
nguồn. Nếu cao hơn, sẽ làm quạt chạy quá chậm và phát nhiệt.
*.Quạt bàn:
Thực tập kỹ thuật Trang 26
ROTO
Cuộn đề
C
uộ
n 
ch
ạy
U
1
Tuû âiãûn
Bộ điều chỉnh tốc độ Quạt trần
Cuäün caím khaïng
U
ROTO
Cuộn tốc độ Cuộn đề
I
B
I
A
123
N S N S N S N
Så âäö âáúu dáy taûo tæì cæûc giaí
Quạt
Về nguyên tắt đấu dây, quạt bàn thông thường đấu cực thật và thường có 4 từ cực. 
Cuộn tốc độ quấn chung với cuộn đề và được phân bố đề trên các cuộn đề.
1.2. TÍNH TOÁN SỐ LIỆU DÂY QUẤN QUẠT ĐIỆN.
Động cơ quạt điện thiết kế chỉ chịu tác dụng của lực cản là không khí, làm việc liên 
tục không gây tiếng ồn quá định mức cho phép.
Các bước tính toán số liệu dây quấn quạt điện như sau:
- Bước cực từ:
( )cm
p
Dt
2
.14,3
=τ
Trong đó a: Dt đường kính bên trong của stato tính cm
- Từ thông ở mổi cực (:
φ = 0,64.τ.L. δB .10-4(wb).
Trong đó:
L: chiều dài của stato tính (cm).
ĉ:mật độ từ tính theo đơn vị (wb/m2) được chọn theo bản sau:
Loại quạt Mật độ từĠ
Quạt trần có tụ
Quạt bàn có tụ
Quạt bàn Nhật 
Quạt có vòng ngắn mạch
0,40 – 0,45 wb/m2
0,45 – 0,50
0,60 – 0,65
0,40 – 0,35
- Tính số vòng dây của cuộn chạy:
dp
dmE
Kf
UK
W
...44,4
.
Φ
=
Trong đó:
KE : hệ số điện áp
Uđm: điện áp định mức của động cơ quạt.
F : Tần số dòng điện (HZ ).
Kdp: hệ số dây quấn Kdp < 1
Loại quạt Mật độ từ KE
Quạt trần có tụ
Quạt bàn có tụ
Quạt có vòng ngắn mạch
0,75 – 0,85 
0,70 – 0,75
0,60 – 0,70
- Số vòng cho mổi cuộn chạy:
p
WW AC 2
=
- Tiết diện dây của cuộn chạy:
Do quạt có công suất nhỏ, nên để đơn giản cách tính có thể chọn cở dây theo bảng:
Thực tập kỹ thuật Trang 27
Quạt
LOẠI QUẠT CÔNG 
SUẤT
ĐIỆN 
ÁP
CỞ DÂY
C.CHẠY C.ĐỀ C.TỐC ĐỘ
Quạt bàn có tụ 50w – 70w 220 0,25 0,2 0,2
Quạt trần có tụ 75w - 40w 220 0,3 - 0,35 0,2 - 0,25
- Kiểm tra hệ số lấp đầy dây K1d.
t
cdr
d S
dN
K
2
1
.
=
Nr : Tổng số dây dẫn trong mỗi rãnh.
Dcd: Đường kính dây điện kể cả lớp cách điện.
St : Tiết diễn còn trống để chứa dây sau khi lot cách điện.
- Tính số vòng dây cuộn đề.
 Việc tính toán rất phức tạp do cuộn đề mắc nối tiếp với tụ điện nên tính sao cho dòng 
điện trong cuộn đề phải lệch pha với dòng điện cuộn chạy một góc 900.
- theo khinh nghiệm người ta thường chọn.
Đối với loại quạt trần.
WB = (1,7 – 2,0) WA.
Đối với loại quạt trần có cuộn để đấu cực giả.
WB = (0,7 – 0,8) WA
Đối với quạt có tụ.
Quạt VN: WB = (1,2 – 1,4) WA
Quạt Nhật: WB = (0,7 – 0,8) WA
- Tiết điện dây của cuộn đề.
SB = (0,52 – 0,7) SA.
1.3. Kỹ thuật quấn dây của quạt.
1.3.1. Kỹ thuật quấn dây của quạt trần.
a. Cách lót giấy cách điện.
Lót giấy cách điện trong rảnh nhằm mục đích cách điện giữa cuộn dây và mạch 
từ stato. Giấy cách điện là loại giấy presspahn hoặc giấy phim có bề dày 0,2mm.
b. Cách đo khuôn cuộn dây.
Khi lấy mẫu khuôn cuộn dây phải chú ý bề cao ở 2 nắp phía trên và duới, để dự 
trù bề cao của cuộn dây. Như thế sẽ tránh được dây quấn cọ sát vào nắp làm chạm 
masse hoặc không quay được. Đầu cuộn dây nên cách nắp 1 khoản 5mm.
Cách đo và thực hiện.
Thực tập kỹ thuật Trang 28
A
B
h
L
h
Quạt
Công thức tính.
( )
τ
y
p
hDA r .
2
14,3 −
=
B = L + 2h
C = 2/3 hr.
Trong đó.
D: đường kính stato
hr: bề cao rảnh.
2p: số từ cực.
Y: bước cuộn dây.
(: bước từ cực.
H: bề cao đầu cuộn dây 10 – 15mm.
c. Cách quấn dây định hình cuộn dây.
Sau khi lấy mẫu khuôn xong, thực hiện khuôn và lắp bộ khuôn như hình vẽ. 
Lót giấy lên khuôn, rồi quấn dây đè lên. Trong khi quấn dây cố gắng giữ dây 
song song, tránh quấn dây tréo nhau, để dễ dàng vô dây sau này. Sau khi đã đủ 
số vòng, lòn dây qua khuôn thứ hai ở phía đầu cuộn dây và tiếp tục quấn đủ số 
vòng dây như ở cuộn thứ nhất. Cứ như thế cho đến hết bộ khuôn, sau đó tháo 
khuôn và dùng dây đồng cột từng cuộn để phân biệt, tránh bị rối.
d. Cách lắp dây vào rảnh.
- Trước khi lắp dây vào các rảnh nên sửa lại miệng rảnh cho thẳng, không có cạnh 
bén làm cấn dây để dễ vô cuộn dây.
- Với cuộn đề, dây nhỏ, bọc cách điện ở hai cuộn dây rồi cho hai cạnh vào các rảnh 
cùng lúc.
- Với cuộn chạy, dây lớn thì cho từng lượng nhỏ dây vào rảnh và cùng một lúc hai 
cạnh dây, ấn sâu đấy rảnh. Khi thấy dây trong rảnh đầy, dùng dao nhím ém sát 
đáy. Cuối cùng cắt bớt giấy cách điện thừa ở miện rảnh và ém chặt xuống để giữ 
dây không bung ra ngoài.
- Các cuộn dây mắc nối tiếp và bố trí sao cho cuộn thuận, cuộn nghịch xen kẻ nhau.
Thực tập kỹ thuật Trang 29
Quạt
1.3.2. Kỹ thuật quấn dây của quạt bàn.
a. Lót cách điện rảnh.
Phải lót cách điện vào rảnh trước khi vô dây, cách lót theo hình.
b. Cách đo khuôn cuộn dây.
Lấy khuôn quạt bàn cũng tương tự như quạt trần, cần chú ý bề cao chứa đầu cuộn 
dây về hai phía.
Cách đo và thực hiện khuôn.
Công thức tính.
τ
y
p
hA r .
2
14,3
=
B = L + 2h
C = hr.
Trong đó.
D: đường kính stato
hr: bề cao trong lòng cuộn dây.
2p: số từ cực.
Y: bước cuộn dây.
(: bước từ cực.
Thực tập kỹ thuật Trang 30
Caùch ñieän 
A
B
C
h
h
r
L
Quạt
H: bề cao đầu cuộn dây 10 – 15mm.
c. Cách lắp dây vào rảnh.
Sau khi đánh dây lên khuôn đủ số vòng, thao khuôn ra và cột cẩn thận. Đối với 
cuộn đề và cuộn tốc độ, nên quấn dây trước cuộn đề cho đủ số vòng, sau đó quấn 
cuộn tốc độ chồng lên và chia điều trên các cuộn dây của cuộn đề.
Khi cho lắp dây, nên cho từng lượng nhỏ dây vào. Khi vô hết cạnh dây vào phải 
lót cách điện ở miện rảnh để khỏi bung dây. Các cuộn sau khi lắp xong phải có trật 
tự cuộn thuận, cuộn nghịch xen kẻ nhau.
1.4. Một số Pan trong quạt điện.
1.4.1. Pan về cơ.
- Bạc bị mòn, cốt trụ bị mòn là nguyên nhân quạt gây tiến ồn và phát nhiệt. Nếu bạc 
mòn quá thì quạt không chạy.
- Sự chuồi roto do cốt trục lỏng làm quạt chạy mau nóng dễ cháy bộ quấn dây.
- Quạt không xoay qua lại được, do bánh răng bộ phận xoay bị mòn, khuyết.
- Quạt không chạy do roto bi kẹt cúng, bụi bẫn và dầu mỡ kẹt gữa roto và sta to làm 
quạt quay chậm lại.
- Có tiếng khua lạ, cánh quạt gió cọ vào lồng bảo vệ.
3.3.2. Pan về điện.
3.3.2.1. Chạm masse.
Thường gây hiện tượng giật cho người sử dụng.
- Dây quấn chạm vào mạch từ stato.
- Dây dẫn điện vào chạm vào phần kim loại của quạt. Lưu ý nơi dây di xuyên qua.
- Lớp cách điện bị ẩm hoạc bị lão hoá do bị nóng lâu ngày làm hoa mòn thanh than. 
Phải quấn lại toàn bộ.
3.3.2.2. Quạt không chạy hoặc lúc chạy lúc không.
- Dòng điện vào quạt bị gián đoạn, xem lại từ nguồn điện, hở mạch trên đường dây 
dẫn vào.
- Hở mạch trong dây quấn, có thể do sự kéo căng dây nối làm đứt dây.
- Tụ điện sắp hỏng hoặc hỏng do bị khô, bị nối tắt thì phải thay tụ mới.
3.3.2.3. Quạt quay ngược chiều.
- Do đấu dây sai, lưu ý dây nguồn nối đến tụ điện.
3.3.2.4. Quạt vận hành bị nóng.
- Quấn dây chưa đúng số liệu và mạch từ xấu.
- Bạc thau bị mòn hoặc bị ma sát lớn.
Thực tập kỹ thuật Trang 31